TK-1型压入活塞式取样器运动阻力计算及海上取样试验.pdf

16
探矿工程(岩土钻掘工程)
2012年第39卷第6期
TK-1型压人活塞式取样器运动阻力计算及海上取样试验
吴秋云,赵尔信
(1.中海油田服务殿份有限公司,天津300451;2.北京探矿工程研究所,北京100083
摘要:在海上采用压入活塞取样器取砂、土样在国内尚属首次。经过对取样器进行科学的模拟计算,获得了取样
器运动阻力和压人地层所需的压力,试验表明,这些数据符合海上取样的实际情况。所设计的密封装置、翻板取样
器及PC取样管等满足∫海上取样要求。
关键词:压人活塞式取样器;海上钴探取样;阻力;模拟计算;穿钉
中图分类号:P634.43文献标识码:A文章编号:1672-7428(2012)06-0016-04
Calculation of Resistance to Motion of TK -] Press Piston Sampler and Marine Sampling Test/WU Qiu-yun
ZHAO Er-xin(1. China Oilfield Services imited, Tianjin 300451, China; 2. Beijing Institute of Exploration Engineering
Beijing 100083, China
Abstract The press piston sampler was firstly used for marine sampling sand and soil. By the scientific simulation calcula-
tion of sampler, the resistance to motion and the pressure to force into formation were obtained. The test shows that the data
accorded with actual marine sampling situation; and the designed sealing device, turnover sampler and PC sampling tube
can satisfy the requirements of marine sampling.
Key words press piston sampler; marine drilling sampling; resistance; simulation calculation; loeking nail
1概况
3000m水深海域工稈钴揆和地质钴探的取样作业。
中国钻探工作者盼望已久的深海海洋钴探已正
深水随钴取样器有3种类型:(1)压入活塞式取
式启动,其重要标志是中海油服的“海洋石油708”样器,适用于软的砂土层;(2)伸缩式取样器,适用于
深水钴探船,已于2012年元月中句正式下水,并在软硬互层;(3)射流抓簧取样器,适用于破碎硬地层。
海上进行了随钴取样试验,取得了满意的效果。
本文主要介绍TK-1型压入活塞式取样器(图
“海洋石油708”深水工程勘察船采用先进的电1),其结构组成有:管鞋、活塞、扶正器、PDC取心钻
力推进系统,配备DP-2动力定位系统和 AC主动式头、内筒、外筒体、密封圈、六方套、六方杆、穿钉、座
升沉补偿装置,具有超大的甲板面积,配备有深水工环、座环接头、弹卡室、弹卡挡头等。
程钻机、深海随钴取样器及深水AUV系统等,可实施
其工作原理是,取样器中有一个密封圈,封住泥
卡环接头座环杆六立食(形密封中心守回轴内扶に定螺
密N圈外的体P?X取心钻头引心套
图1TK-1型压入活塞式取样器
浆在内外管之问的通道,使泉入取样器内的泥浆压2取样器压入砂层或士层的压力计算
力不断升高,达到一定数值时将穿钉压断,内筒快速2.1压入活塞式取样器规格参数
压入海底软土层,其压入速度为2m/s,可取出不扰
外筒外径:209.55mm;内取样器外径:89mm;
动的原状土样。
衬管外径:71.55mm;取样管长度:2m;内钻头外
压入软土层的深度与软土层的抗剪强度及摩擦径:94m;抗涡动金刚石复合片钻头外径92in;复
阻力有关,为此,笔者进行了下面相关的计算与模合片镶嵌角度:-15°。
拟,以探讨压入深度与土层抗剪强度和摩擦阻力的
钻具内取样筒压入砂层或土层需要很高的压力
关系,为取样器的设计和使用提供理论依据。
和射入速度,依据土层的不排水抗剪强度和砂、土层
收稿日期:2012-03-29
作者简介:秋云(19%61-),男(汉族),河北涞水人,中海油田服务股份有限公司物探事业部副总经理兼物探硏究院副院长、高级工程师,「
地质专业,从事海上工程施工T.作,天津市塘沽区青林路155号,wuqy@col.com,cn